DE19524083C2 - Verfahren zur Entsorgung von Transdermalapplikations-Sondermüll - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung von Sondermüll in Form von Produktions-, Lager- und Gebrauchsabfällen von Wirkstoffe, insbesondere Arzneistoffe, enthaltenden Anordnungen für die transdermale Wirkstoffapplikation, in denen die enthaltenen Wirkstoffe normalerweise in Verbindung mit Polymerfilmen und Polymerfolien vorliegen.

Vorrichtungen zur transdermalen Applikation können in zwei Kategorien unterteilt werden:

• a) Systeme, die den Wirkstoff durch passive Diffusion an die Haut bzw. den Organismus abgeben und
• b) Systeme, die die Wirkstoffe unter der Wirkung bzw. mit Unterstützung von elektrischen Strömen an die Haut bzw. den Organismus abgeben.

Systeme, die auf passiver Diffusion beruhen, sind die soge­ nannten Transdermalen Therapeutischen Systeme (TTS).

Sie können weiter unterteilt werden in die sogenannten Ma­ trix- und Reservoirsysteme.

In den Matrixsystemen ist der Wirkstoff in Polymerfilmen gelöst oder zu einem gewissen Teil zusätzlich kristallin oder in Form von Mikrokapseln suspendiert. Solche Systeme bestehen deshalb im einfachsten Fall aus einer für den Wirkstoff im wesentlichen undurchlässigen Rückschicht, der wirkstoffhaltigen und bevorzugt selbstklebenden Matrix und einer vor Gebrauch zu entfernenden Schutzfolie.

Reservoirsysteme enthalten den Wirkstoff in einem flüssigen Reservoir. Er kann dabei komplett oder nur zum Teil gelöst vorliegen. Im einfachsten Fall bestehen solche Systeme aus einer für die sich im Reservoir befindenden Substanzen un­ durchlässigen Rückschicht und einer zumindest für den Wirk­ stoff durchlässigen Membran, die bevorzugt noch mit einem Kleberfilm zur Befestigung des Systems auf der Haut ausge­ stattet ist.

Systeme, die den Wirkstoff unter Anwendung von elektrischem Strom an die Haut bzw. den Organismus abgeben, können sehr unterschiedlich aufgebaut sein. Sie werden besonders einge­ setzt für Wirkstoffe, die aufgrund ihrer chemisch-physika­ lischen Eigenschaften nicht in genügender Menge durch pas­ sive Diffusion die Haut durchdringen können.

Aus bekannten Gründen verbleibt in jedem getragenen TTS ein nicht verbrauchter Anteil Wirkstoff. Solche wirkstoffhalti­ gen Abfälle ergeben ein toxikologisches bzw. ökologisches Risiko und sind daher als Sondermüll nur mit äußerst hohen Kosten zu entsorgen. Das gleiche gilt auch für ungebrauchte TTS sowie für Produktionsabfälle, die bei bestimmten Produktionsverfahren zwangsläufig anfallen, bzw. für nicht immer vermeidbare Fehlchargen.

Es wurde nun ein Konzept entwickelt, mit dem eine solche kostenaufwendige Entsorgung in ökologisch zweckmäßiger Weise dadurch vermieden werden kann, daß der im Abfall enthaltene Wirkstoff soweit anreichernd extrahiert wird, daß ein der "normalen", nicht reglementierten Abfallbeseitigung zugänglicher Ballast verbleibt, während der extrahierte Wirkstoff gereinigt und zur erneuten Verwendung gewonnen wird und als "Wertstoff" die Verfahrenskosten rechtfertigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs genannten Art ist mithin dadurch gekennzeichnet, daß man den enthaltenen Wirkstoff in einem selektiven Lösungsmittel in Lösung bringt und daraus rückgewinnt, während die ausreichend wirkstoffverarmte Restmasse der Träger-, Schutz- und Matrixmaterialien einer nichtreglementierten bzw. normalen Abfallbeseitigungsanlage oder einer Rezyklierungsanlage für die Restmaterialien, insbesondere einer Kunststoff- Rezyklierungsanlage, zugeführt wird.

Aus dem Stand der Technik ist zwar eine Vielzahl von Recycling-Verfahren bekannt, insbesondere auch von Abfällen mit klebstoffbeschichtetem Folienmaterial. So beschreibt die DE 42 09 676 ein Recycling-Verfahren von drucksensitivem Selbstklebematerial mit einem erhaben ausgebildeten Abzugsfilm, insbesondere aus PET- Folienmaterial, laminiert mit Ethylen-Terephthalat- Isophthalatcopolyester.

DE 42 21 681 beschreibt ein Recycling-Verfahren von Poly­ ethylen, Polypropylen oder Polystyrolklebern auf Etiketten­ abfällen.

DE 40 37 562 beschreibt ein Recycling von klebstoffbe­ schichteten Plastikfilmen durch wiederholtes Kneten in Lö­ semittel, Abtropfenlassen in einem Schneckenförderer und mehrfaches Passieren verbleibenden Materials durch die gleiche Prozedur.

Aus der DE 40 37 562 ist ein Verfahren zum Recycling von mit Klebstoff beschichteten und in Schnitzelform vorliegen­ den Kunststoff-Folien durch Trennen des Kunststoffmaterials und des Klebstoffes bekannt. Dabei werden in einer ersten Stufe die Folienschnitzel in einem Lösungsmittel für den Klebstoff zum Dispergieren des an den Folienschnitzeln haf­ tenden Klebstoffes mit dem Lösungsmittel für eine vorbe­ stimmte Zeitdauer unter mechanischer Einwirkung bewegt. Danach erfolgt ein Trennen des im Lösungsmittel dispergier­ ten Klebstoffs von den Folienschnitzeln durch mechanische Krafteinwirkung. Den aus der ersten Stufe aufgetragenen Folienschnitzeln wird in einer zweiten, gleichartigen Stufe frisches Lösungsmittel zugeführt und die Lösungsmittel-Sie­ berdispersion der zweiten Stufe wird der ersten Stufe zu­ geführt.

Bei diesen bekannten Verfahren steht die Anreicherung und Gewinnung der Hauptkomponenten bzw. einer der Hauptkomponenten im Vordergrund, während erfindungsgemäß geringe Wirkstoffrestmengen gewonnen werden, um einen unproblematischen Ballast zu erzielen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist also umweltfreundlich, mit wirtschaftlichen Mitteln durchführbar und ergibt primär einerseits einen wertvollen Rohwirkstoff und andererseits eine von Inhaltsstoffen weitgehend befreite, umweltneutrale und daher problemlos entsorgbare Fraktion von Feststoffen bzw. Trägerstoffen.

Die Trägermaterialien bzw. anderen Rückstände aus dem Ver­ fahren können nach aus dem Stand der Technik bekannten Me­ thoden weiter recycelt werden.

Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die auf­ zubereitenden Materialien einer Vorbehandlung unterzogen und dabei, bezogen auf den Wirkstoff, bevorzugt in sorten­ reine Fraktionen getrennt, von Fremdstoffen wie Träger- und/oder Schutzfolien, Verpackungsmaterial etc. aussortiert und die wirkstoffhaltige Substanz konzentriert wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die der Wiederaufbereitung zuzuführenden Materialien (auch als "Abfälle" bezeichnet) in Verpackungen bzw. Verpakungshilfen verpackt der Recyclingstation angeliefert werden, und daß die Verpackungen bzw. Verpakungshilfen eine deutliche inhaltsidentische Rennzeichnung beispielsweise in Form ei­ nes Farbmusters oder eines für automatische Sortierung ge­ eigneten Codierungsfeldes aufweisen. Mit Hilfe eines der­ artigen Codierungsfeldes könnte beispielsweise nach dem Vorbild einer Sortierung von Postgut eine Sortierung der codierten Verpackung in sortenreine Inhaltsstoffe vollauto­ matisch durchgeführt werden. Dadurch entfällt teure Hand­ arbeit und die Sortierung wird fehlerlos durchführbar. Dies ist für ein Verfahren zur Gewinnung von Wirkstoffen aus beispielsweise TTS-Abfällen eminent wichtig. Zur Unterstüt­ zung der Lösung der wirkstoffhaltigen Substanz in einem Lösemittel kann es von Vorteil sein, daß die Abfälle einer Zerkleinerung fallweise unter Versprödung durch Kälte un­ terzogen werden. Unter anderem hat die Tiefkühlung mit flüssigem Stickstoff den weiteren Vorteil, daß so gekühlte Abfälle bei der Zerkleinerung keine schädlichen Stoffe an die Umwelt abgeben. Durch eine dabei erreichbare Zerkleine­ rung in Partikelgrößen beispielsweise unter 2 mm läßt sich das zerkleinerte Gut infolge Vergrößerung seiner aktiven Oberfläche im Lösungsmittelbad leichter und auch vollstän­ diger lösen, bzw. der Wirkstoff durch Mazeration, Perkula­ tion oder Wirbelschichtextraktion gewinnen.

Weiter sieht eine erfindungswesentliche Maßnahme vor, daß zum Lösen der wirkstoffhaltigen Substanz ein Lösemittel bzw. Lösemittelgemisch verwendet wird, welches ein ver­ gleichsweise geringes Lösevermögen für Kleber und ein be­ vorzugtes Lösevermögen für den Wirkstoff aufweist. Dia wei­ tere Isolierung des Wirkstoffs aus der Lösung ist dann mög­ lich durch z. B. Flüssig-Flüssig-Extraktion, Gegenstrom-Ex­ traktion oder andere geeignete Verfahren.

Für die Gewinnung des Wirkstoffs aus der Lösung kann wei­ terhin vorgesehen sein, diese durch Fällen oder chemische Intermediär-Bindung oder Abscheiden von Fremdverbindungen Eindampfen, Destillieren oder andere geeignete Trennverfah­ ren durchzuführen.

Bei der Extraktion der Wirkstoffe mit Lösemittel bzw. Löse­ mittelgemischen bietet es sich an, daß für basische Wirk­ stoffe Wasser mit einem sauren pH bzw. eine sauer einge­ stellte Wasser/Alkohol-Mischung verwendet wird und umge­ kehrt für saure Wirkstoffe ein basischer pH-Wert einge­ stellt wird.

Für Wirkstoffe ohne saure oder basische funktionelle Grup­ pen bietet es sich an, neutrale Wasser/Alkohol-Mischungen zu verwenden. Aus diesen Mischungen können die Wirkstoffe dann durch Änderung des pH-Wertes oder Zugabe von Wasser bzw. durch Flüssig/Flüssig-Extraktion entfernt werden. Die Verwendung von weitgehend wässrigen Lösemitteln hat darüber hinaus noch den Vorteil, daß weitgehend lipophile Hilfs­ stoffe nur zu einem geringen Teil mitextrahiert werden. Auch überkritische Gase können als Lösemittel zur Extrak­ tion des Wirkstoffs eingesetzt werden. Ihr besonderer Vor­ teil ist, daß ihr Lösevermögen Temperatur und Druck und die Beimischung von zusätzlichen Lösemitteln in gewissen Gren­ zen beeinflußt werden kann und die extrahierten Bestandtei­ le sehr leicht vom Lösemittel getrennt werden können. Da überkritische Gase über eine sehr geringe Viskosität ver­ fügen und deshalb sehr schnell in das zu extrahierende Gut hineindiffundieren können, sind sie besonders geeignet, Wirkstoffe aus polymeren Materialien zu extrahieren. Wegen der guten Umweltverträglichkeit, des niedrigen Preises und der guten Handhabbarkeit eignet sich besonders überkriti­ sches Kohlendioxid zu diesem Zweck. Weil nach Entzug von Wirkstoffen die Feststoffe dann weitestgehend von toxikolo­ gisch oder ökologisch risikohaften Stoffen befreit sind, können die so abgetrennten Feststoffe als umweltneutrale Abfälle problemlos beispielsweise durch Verbrennen oder Deponieren entsorgt werden. Die hierbei gegenüber den Depo­ niekosten von Sondermüll ersparten Kosten übersteigen die Kosten für die Gewinnung des Wirkstoffs.

Darin steckt die wirtschaftliche Chance für das erfindungsgemäße Verfahren. Die in das Lösungsmittel in Lösung übergegangene Wirk- und Inhaltsstoffe lassen sich aus der Lösung bzw. aus den Lösemittelgemischen durch bekannte thermische Reinigungsverfahren wie Destillation bzw. Rektifikation, - insbesondere via Hochdruckextraktion mit überkritischen Gasen, bevorzugt CO₂ - in an sich bekannter und bewährter Weise mit vergleichsweise geringem Aufwand an Kosten und Energien zurückgewinnen. Der aus der Lösung gewonnene Rohwirkstoff wird in einem finalen Arbeitsschritt zu pharmazeutisch reinem Wirkstoff aufbereitet.

Die dazu geeigneten Verfahren sind dem Fachmann bekannt, beispielhaft seien genannt Umkristallisation oder präpa­ rative Hoch- bzw. Mitteldruckchromatographie.

Das Verfahren ist zweckmäßig und wirtschaftlich vorteilhaft und erfüllt in optimaler Weise die eingangs gestellte Auf­ gabe.

Durch Wahl der Verfahrensparameter können insbesondere Wirkstoffe mit hormonartiger Wirkung, Estradiol, Estradiol­ derivate, Gestagene, Gestagenderivate oder ihre Gemische, Morphin- oder Morphinderivate, Buprenorphin, Physostigmin, Scopolamin, Galanthamin wiedergewonnen werden. Die wieder­ gewonnenen Stoffe können dann erneut je nach ihrer pharma­ zeutischen Wirkung als Schmerzmittel sowie zur Behandlung seniler Demenz, von Bluthochdruck, Arrhythmien, Gefäßkrank­ heiten, Suchtkrankheiten, erhöhten Blutfettspiegeln, see­ lischen Störungen, zur Beeinflußung der Blutgerinnung, von Eßstörungen oder von Störungen des Zuckerstoffwechsels ver­ wendet werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Entsorgung von Sondermüll in Form von Produktions-, Lager- und Gebrauchsabfällen von Wirkstoffe, insbesondere Arzneistoffe, enthaltenden Anordnungen für die transdermale Wirkstoffapplikation, dadurch gekennzeichnet, daß man den enthaltenen Wirkstoff in einem selektiven Lösungsmittel in Lösung bringt und daraus rückgewinnt, während die ausreichend wirkstoffverarmte Restmasse der Träger-, Schutz- und Matrixmaterialien einer nichtreglemen­ tierten oder normalen Abfallbeseitigungsanlage oder einer Rezyklierungsanlage für die Restmaterialien zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abfälle zunächst von leicht entfernbaren Fremdstoffen befreit.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die gegebenenfalls von Fremdstoffen befreiten Abfälle einleitend zerkleinert.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch daß man als Lösungsmittel, je nach Wirkstoff, eine angesäuerte, alkalische oder neutrale wässrige Phase oder Wasser-Alkohol-Mischung verwendet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Lösen des Wirkstoffs bzw. der Wirkstoffe überkritische Gase verwendet.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise mit trennungsverstärkender Gegenstromtechnik und Telirezyklierung von Fraktionen arbeitet.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß durch codierte Sammeltechnik für eine nach speziellen Wirkstoffen getrennte Abfallakkumulation gesorgt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerung unter Tiefkühlung erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lösen Kohlendioxid verwendet wird.